油脂废弃物厌氧消化降解特性及与动物粪便联合产甲烷研究
发布时间：2021-04-01 04:22
生物质能是最有前景的可再生能源之一,其开发和利用在全球范围内受到了极大关注。有机废弃物作为常见的生物质,可通过厌氧消化技术转化为清洁能源-甲烷。我国每年产生大量高油脂废弃物,由于其产甲烷潜力远高于碳水化合物和蛋白质,所以是一类很有潜力的厌氧消化原料。但油脂废弃物的厌氧消化特性和降解规律尚不明确,且其存在碳氮比过高、易引起长链脂肪酸（Long-chain fatty acids,LCFAs）抑制的问题,限制了其进一步开发和利用。针对以上问题,本文首先对常见动植物油、LCFAs及屠宰场废弃猪脂肪（Swine fatty waste,SFW）的厌氧消化过程进行了系统深入的研究,揭示了油脂和SFW的消化特性和降解规律。其次,利用混合消化具有使消化物料C/N 比更合理、增加反应器缓冲能力的优点,采用动物粪便与SFW进行半连续混合消化,实现了反应系统稳定高效产甲烷。研究内容和主要结论如下:（1）系统地探究了常见油脂的LCFAs组成、油脂与LCFAs的降解特性及LCFAs组成与油脂降解特性之间的关联。结果表明,常见油脂产甲烷潜力均超过800 mL gvs-1,但降解时间存在较大差别。在10-20 g...
【文章来源】：北京化工大学北京市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：143 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
图１－５?ＬＣＦＡｓ对微生物细胞膜的吸附??Ｆｉ．?１－５?Ａｄｓｏｒｔｉｏｎ?ｏｆ?ＬＣＦＡｓ?ｏｎｔｏ?ｓｕｒｆａｃｅ?ｏｆ?ｍｉｃｒｏｏｒａｎｉｓｍ??
?北京化工大学博士学位论文???＊常见油脂ＬＣＦＡｓ组成??？常见油脂产甲烷性能??？油脂过程动力学参数??？主要ＬＣＦＡｓ降解特性??？?ＬＣＦＡｓ与油脂产甲烷动力学之间的关系??｜选取筚见废弃油脂进行厌氧消化产甲烧探究１??ｐ￣ｉ产甲烷性能及降解过程特预处理的影响及机制｜?Ｉ－与动赁震混合??ｐｒ产＾能１?广丨甲??Ｈ态变化?Ｉ?｜?Ｌ—，｜｜｜?动?????ｋ产带烧性能?微生物群落结构??Ｈ功能菌鉴定］?预处理３?ｈ?？?ｍｍｍ?１?ｉｆｆ??＆?办?＾?＇??确定关键参数１?Ｉ确定飪效预处理方式Ｉ?确定最优粪ｆ史种??????类及混合比例??１?１—．．．．．．．．．—．．．．．．——］：．—??最优混合比例在不同ＯＬＲ条件???下进行半连续混合厌氧消化??混合消化半连续?一????长期运行稳定性?????丨?「＾二?？?最优混合比例在不同ＯＬＲ条件??１—?＾?＾?卞｜?下进行半连续厌氧消化??图１－６研究技术路线??Ｆｉｇ．?１－６?Ｆｌｏｗ?ｃｈａｒｔ?ｏｆ?ｒｅｓｅａｒｃｈ?ｉｎ?ｔｈｉｓ?ｓｔｕｄｙ??１８??
?第二章试验材料与方法???第二章试验材料与方法??２．１物料与接种物来源??试验所用的主要油脂废弃物是废弃猪脂肪（Ｓｗｉｎｅ?ｆａｔｔｙ?ｗａｓｔｅ，?ＳＦＷ）（如图２－１所??示），来自北京顺义区某屠宰常经过绞碎冷冻于零下２０?°Ｃ保存，其物理化学性质见??各章节。猪粪取自北京顺义区某沼气站（猪粪为厌氧消化原料），牛粪和羊粪取自北??京郊区某养殖常??所有实验所用活性接种污泥均为取自东华山沼气站厌氧发酵罐（１５０?ｍ３）中的消??化液。为避免接种污泥长时间放置导致活性下降影响研究，每次实验前均重新去沼气??站进行接种物收集工作，使用新鲜接种污泥以保证接种物的活性。??图２－１屠宰场废弃猪脂肪??Ｆｉｇ．?２－１?Ｓｗｉｎｅ?ｆａｔｔｙ?ｗａｓｔｅ?ｆｒｏｍ?ｓｌａｕｇｈｔｅｒｈｏｕｓｅ??２．２反应装置??本课题所使用反应器为三种规格的玻璃试剂瓶（见图２－２），批式实验采用５００?ｉｎＬ??（第三章、第四章和第五章）玻璃试剂瓶作为消化反应器，半连续实验使用１０００?ｍＬ??（第六章）或２０００?ｍＬ?（第七章）玻璃试剂瓶作为消化反应器。５００?ｍＬ消化反应器的??工作体积为２５０?ｍＬ，放置于恒温培养箱（ＬＲＨ－２５０，上海一恒）中进行３７°Ｃ中温消??化（见图２－３）。１０００?ｍＬ消化反应器工作体积为５００?ｍＬ，?２０００?ｍＬ半连续反应器工作??体积为１２００ｍＬ，均放置于卧式恒温摇床（ＴＳ－２１１ＧＺ，金坛市精达仪器）中进行３７°Ｃ??？?；？??中温消化（见图２－３）。??１９??
本文编号：3112652
【文章来源】：北京化工大学北京市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：143 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
图１－５?ＬＣＦＡｓ对微生物细胞膜的吸附??Ｆｉ．?１－５?Ａｄｓｏｒｔｉｏｎ?ｏｆ?ＬＣＦＡｓ?ｏｎｔｏ?ｓｕｒｆａｃｅ?ｏｆ?ｍｉｃｒｏｏｒａｎｉｓｍ??
?北京化工大学博士学位论文???＊常见油脂ＬＣＦＡｓ组成??？常见油脂产甲烷性能??？油脂过程动力学参数??？主要ＬＣＦＡｓ降解特性??？?ＬＣＦＡｓ与油脂产甲烷动力学之间的关系??｜选取筚见废弃油脂进行厌氧消化产甲烧探究１??ｐ￣ｉ产甲烷性能及降解过程特预处理的影响及机制｜?Ｉ－与动赁震混合??ｐｒ产＾能１?广丨甲??Ｈ态变化?Ｉ?｜?Ｌ—，｜｜｜?动?????ｋ产带烧性能?微生物群落结构??Ｈ功能菌鉴定］?预处理３?ｈ?？?ｍｍｍ?１?ｉｆｆ??＆?办?＾?＇??确定关键参数１?Ｉ确定飪效预处理方式Ｉ?确定最优粪ｆ史种??????类及混合比例??１?１—．．．．．．．．．—．．．．．．——］：．—??最优混合比例在不同ＯＬＲ条件???下进行半连续混合厌氧消化??混合消化半连续?一????长期运行稳定性?????丨?「＾二?？?最优混合比例在不同ＯＬＲ条件??１—?＾?＾?卞｜?下进行半连续厌氧消化??图１－６研究技术路线??Ｆｉｇ．?１－６?Ｆｌｏｗ?ｃｈａｒｔ?ｏｆ?ｒｅｓｅａｒｃｈ?ｉｎ?ｔｈｉｓ?ｓｔｕｄｙ??１８??
?第二章试验材料与方法???第二章试验材料与方法??２．１物料与接种物来源??试验所用的主要油脂废弃物是废弃猪脂肪（Ｓｗｉｎｅ?ｆａｔｔｙ?ｗａｓｔｅ，?ＳＦＷ）（如图２－１所??示），来自北京顺义区某屠宰常经过绞碎冷冻于零下２０?°Ｃ保存，其物理化学性质见??各章节。猪粪取自北京顺义区某沼气站（猪粪为厌氧消化原料），牛粪和羊粪取自北??京郊区某养殖常??所有实验所用活性接种污泥均为取自东华山沼气站厌氧发酵罐（１５０?ｍ３）中的消??化液。为避免接种污泥长时间放置导致活性下降影响研究，每次实验前均重新去沼气??站进行接种物收集工作，使用新鲜接种污泥以保证接种物的活性。??图２－１屠宰场废弃猪脂肪??Ｆｉｇ．?２－１?Ｓｗｉｎｅ?ｆａｔｔｙ?ｗａｓｔｅ?ｆｒｏｍ?ｓｌａｕｇｈｔｅｒｈｏｕｓｅ??２．２反应装置??本课题所使用反应器为三种规格的玻璃试剂瓶（见图２－２），批式实验采用５００?ｉｎＬ??（第三章、第四章和第五章）玻璃试剂瓶作为消化反应器，半连续实验使用１０００?ｍＬ??（第六章）或２０００?ｍＬ?（第七章）玻璃试剂瓶作为消化反应器。５００?ｍＬ消化反应器的??工作体积为２５０?ｍＬ，放置于恒温培养箱（ＬＲＨ－２５０，上海一恒）中进行３７°Ｃ中温消??化（见图２－３）。１０００?ｍＬ消化反应器工作体积为５００?ｍＬ，?２０００?ｍＬ半连续反应器工作??体积为１２００ｍＬ，均放置于卧式恒温摇床（ＴＳ－２１１ＧＺ，金坛市精达仪器）中进行３７°Ｃ??？?；？??中温消化（见图２－３）。??１９??
本文编号：3112652
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